DE69610798T2 - BRAKE SYSTEM FOR A MOVABLE BODY - Google Patents
BRAKE SYSTEM FOR A MOVABLE BODYInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Bremsvorrichtungen zum Bremsen eines sich linear bewegenden Körpers so wie in dem Fall, wenn eine Kolbenstange eines Luftzylinders durch Anwenden der Bremse durch Reibungskraft angehalten wird, und genauer ausgedrückt eine Bremsvorrichtung für einen sich linear bewegenden Körper, wo eine Kraft in der Richtung der linearen Bewegung beim Erzeugen der Bremskraft verwendet wird, so daß die Vorrichtung in kleiner Größe und bei niedrigen Kosten hergestellt und für Fallverhinderung des sich linear bewegenden Körpers und Nothalt verwendet werden kann.The present invention relates to braking devices for braking a linearly moving body such as in the case where a piston rod of an air cylinder is stopped by applying the brake by frictional force, and more particularly to a braking device for a linearly moving body where a force in the direction of linear movement is used in generating the braking force, so that the device can be manufactured in a small size and at a low cost and used for fall prevention of the linearly moving body and emergency stop.
Im Stand der Technik offenbart US-Patent 4,791,855 als eine Bremsvorrichtung für einen sich linear bewegenden Körper eine Vorrichtung zum Anhalten einer Kolbenstange eines Luftzylinders durch Anwenden der Bremse durch Reibungskraft.In the prior art, US Patent 4,791,855 discloses as a braking device for a linear moving body a device for stopping a piston rod of an air cylinder by applying the brake by frictional force.
Die Erfindung im Stand der Technik nimmt einen Mechanismus an, bei dem ein Bremselement in einer orthogonalen Richtung zu der linearen Bewegung gedreht wird, wodurch die Bremskraft vergrößert wird, und Kraft kann in Richtung der linearen Bewegung nicht für die Bremskraft verwendet werden. Deshalb sind eine starke Federkraft und ein komplizierter Kraftverstärkungsmechanismus erforderlich, und die Herstellungskosten werden hoch und die Abmessungen der Vorrichtung werden groß.The prior art invention adopts a mechanism in which a braking member is rotated in an orthogonal direction to the linear motion, thereby increasing the braking force, and force in the direction of the linear motion cannot be used for the braking force. Therefore, a strong spring force and a complicated force amplifying mechanism are required, and the manufacturing cost becomes high and the size of the device becomes large.
Weiter offenbart das US-Patent 4, 981, 069 auch eine Vorrichtung zum Anhalten einer Kolbenstange eines Luftzylinders durch Anwenden von Reibungsbremskraft.Further, US Patent 4,981,069 also discloses a device for stopping a piston rod of an air cylinder by applying frictional braking force.
Die Erfindung im Stand der Technik nimmt einen Mechanismus an, bei dem ein Bremselement elastisch in einer orthogonalen Richtung zu der linearen Bewegung verformt wird und die Reaktionskraft zur Bremskraft gemacht wird. In ähnlicher Weise, kann in dieser Erfindung die Kraft in der Richtung der linearen Bewegung nicht für die Bremskraft verwendet werden. Deshalb ist eine starke elastische Verformungskraft erforderlich und außerdem ist eine starke Bremslösekraft erforderlich. Da auch die elastische Verformungskraft verwendet wird, werden Probleme von Variation der Bremskraft und Zerstreuung der Bremskraft erzeugt, und eine recht hohe Bearbeitungspräzision ist erforderlich. Dies führt dazu, daß die Abmessungen der Vorrichtung groß und die Herstellungskosten hoch werden.The invention in the prior art assumes a mechanism in which a braking member is elastically deformed in a direction orthogonal to the linear motion and the reaction force is made the braking force. Similarly, in this invention, the force in the direction of the linear motion cannot be used for the braking force. Therefore, a strong elastic deformation force is required and, in addition, a strong brake release force is required. Since the elastic deformation force is also used, problems of variation of the braking force and dispersion of the braking force are generated, and quite high machining precision is required. This causes the size of the device to become large and the manufacturing cost to become high.
Weiter wird im Stand der Technik, der der vorliegenden Erfindung am nächsten ist, ein Luftzylinder hergestellt, bei dem ein ringförmiges Bremselement mit Spielpassung an einer Kolbenstange eines Luftzylinders angebracht wird, und das Bremselement durch Federkraft schräg in der axialen Richtung der Stange bewegt wird, und die schräge Bewegung weiter durch den Schub des Luftzylinders vergrößert wird und die Kolbenstange arretiert wird.Further, in the prior art closest to the present invention, an air cylinder is manufactured in which an annular brake member is attached to a piston rod of an air cylinder with a clearance fit, and the brake member is moved obliquely in the axial direction of the rod by spring force, and the oblique movement is further increased by the thrust of the air cylinder and the piston rod is locked.
Anordnungen dieses Typs sind in US 4,214,795 (Kakuminato) und in FR 2,074 249 (Dudeins Industriegeräte- Handelsgesellschaft) offenbart.Arrangements of this type are disclosed in US 4,214,795 (Kakuminato) and in FR 2,074,249 (Dudeins Industrial Equipment Trading Company).
Diese Bremsvorrichtung ähnelt der vorliegenden Erfindung darin, daß die Kraft in Richtung der linearen Bewegung für die Bremskraft verwendet wird. Diese Bremsvorrichtung unterscheidet sich jedoch beträchtlich von der vorliegenden Erfindung in der Form einer Paßfläche zwischen der Kolbenstange und eines Durchgangslochs des Bremselements.This braking device is similar to the present invention in that the force in the direction of linear movement is used for the braking force. However, this braking device differs considerably from the present invention in the shape of a fitting surface between the piston rod and a through hole of the braking element.
Das heißt bei diesem Bremselement, daß, wenn einem Bremselement durch eine Feder Drehbewegung und Schub eines Luftzylinders zugeführt wird, und das Bremselement schräg bewegt wird und die Bremse angewendet wird, das meiste der Reaktionskraft der Drehbewegung die parallel zu dem Drehmoment erzeugte Reaktionskraft ist, und das meiste der auf die Kolbenstange ausgeübten Bremskraft einen Wert der Reaktionskraft parallel zu dem Drehmoment multipliziert mit dem Reibungskoeffizienten annimmt.That is, in this braking element, when rotational motion and thrust of an air cylinder are supplied to a braking element by a spring, and the braking element is moved obliquely and the brake is applied, most of the reaction force of the rotational motion is the reaction force generated parallel to the torque, and most of the braking force applied to the piston rod takes a value of the reaction force parallel to the torque multiplied by the friction coefficient.
Da der gewöhnliche Reibungskoeffizient etwa 0,2 beträgt, um eine wirksame Bremskraft in dieser Bremsvorrichtung zu erzeugen, existiert daher ein Problem darin, daß viel Reaktionskraft benötigt wird. Auch bei einer solchen Bremsvorrichtung kann zum Erzeugen einer großen Reaktionskraft ein Verfahren zum Erhöhen der Federkraft und Vergrößern des Abstandes zwischen Drehpunkten des Drehmoments, das durch den Schub des Luftzylinders erzeugt wird, oder ein Verfahren zum Verkleinern der Abmessung in der Richtung der linearen Bewegung des Bremselements oder dergleichen in Betracht gezogen werden. Das erste erzeugt jedoch eine große Größe der Bremsvorrichtung und ist nicht für praktische Verwendung geeignet, und das letztere birgt ein Problem, daß der Kontaktflächendruck der Kolbenstange erhöht wird und der äußere Umfang der Kolbenstange dazu neigt, fehlerhaft zu sein und das Bremselement dazu neigt, zu zerbrechen.Therefore, since the usual friction coefficient is about 0.2 to generate an effective braking force in this braking device, there is a problem that a large reaction force is required. Also in such a braking device, in order to generate a large reaction force, a method of increasing the spring force and increasing the distance between fulcrums of the torque generated by the thrust of the air cylinder, or a method of reducing the dimension in the direction of linear movement of the braking element or the like may be considered. However, the former produces a large size of the braking device and is not suitable for practical use, and the latter involves a problem that the contact surface pressure of the piston rod is increased and the outer periphery of the piston rod tends to be defective and the braking element tends to be broken.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Bremsvorrichtung zum Anwenden einer Bremse auf einen sich linear bewegenden Körper und zum Anhalten desselben, bei der die Bremsvorrichtung eine kleine Größe hat und bei niedrigen Kosten hergestellt werden kann und zur Verwendung bei Fallvermeidung oder Nothalt geeignet ist.An object of the present invention is to provide a braking device for applying a brake to a linearly moving body and stopping the same, in which the braking device is small in size and can be manufactured at low cost and suitable for use in fall prevention or emergency stopping.
Einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung zufolge gibt es eine Bremsvorrichtung zum Bremsen eines linear bewegbaren Körpers, umfassend:According to a first aspect of the present invention, there is a braking device for braking a linearly movable body, comprising:
ein Gehäuse, durch dessen Inneres ein Stab verläuft, wobei der Stab linear im Verhältnis zum Gehäuse bewegbar ist unda housing through the interior of which a rod extends, the rod being linearly movable relative to the housing and
ein Bremselement, das angeordnet ist, um schräg innerhalb des genannten Gehäuses bewegbar zu sein, wobei eine von dem axialen Mittelpunkt des genannten Stabes entfernte Position als ein Drehpunkt verwendet wird, und das ein Durchgangsloch für Einführung des genannten Stabes aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Durchgangsloch in sich eingekerbte Teile aufweist, die an symmetrischen Positionen in einer den genannten Drehpunkt und den axialen Mittelpunkt des genannten Stabes einschließenden Ebene ausgebildet sind, wobei die eingekerbten Teile eine geringere Weite als der Durchmesser des Lochs aufweisen.a braking element arranged to be obliquely movable within said housing using a position remote from the axial center of said rod as a fulcrum, and having a through hole for insertion of said rod, characterized in that said through hole has notched parts formed therein at symmetrical positions in a plane including said fulcrum and the axial center of said rod, the notched parts having a width smaller than the diameter of the hole.
Bei einer solchen Bremsvorrichtung wird die Drehkraft (Drehmoment) dem Bremselement zugeführt und Luftwiderstand wird an der Paßfläche innerhalb des Lochs erzeugt, Reibungskraft aufgrund des Luftwiderstands wird zur Bremskraft gemacht, und die Reibungskraft aufgrund des Luftwiderstands der Paßfläche wird zur Reaktionskraft gemacht. Dadurch kann großer Luftwiderstand durch kleine Drehkraft erzeugt werden, und die Dicke des Bremselements in Richtung der linearen Bewegung kann auch groß gemacht werden.In such a braking device, the rotational force (torque) is supplied to the braking element and air resistance is generated at the mating surface inside the hole, frictional force due to air resistance is made into braking force, and frictional force due to air resistance of the mating surface is made into reaction force. As a result, large air resistance can be generated by small rotational force, and the thickness of the braking element in the direction of linear movement can also be made large.
Das heißt, bei der Bremsvorrichtung der vorliegenden Erfindung wird die Reaktionskraft von dem Stab oder der Stange erzeugt, wenn die Drehkraft (Drehmoment) M dem Bremselement zugeführt wird, und unter der Annahme, daß die Reaktionskraft in Kraftkomponente (Gesamtbetrag von absolutem Wert) R parallel zu der Drehkraft M und Kraftkomponente (Gesamtbetrag von absolutem Wert) r orthogonal zu der Drehkraft M zerlegt werden, und der Kreiselradius der Kraftkomponente L ist, und der Reibungskoeffizient k ist, gilt die folgende Gleichung.That is, in the braking device of the present invention, the reaction force is generated from the rod or the bar when the rotational force (torque) M is supplied to the braking element, and assuming that the reaction force is decomposed into force component (total amount of absolute value) R parallel to the rotational force M and force component (total amount of absolute value) r orthogonal to the rotational force M, and the gyration radius of the force component is L, and the friction coefficient is k, the following equation holds.
M = RL + krL (1)M = RL + krL (1)
Wenn als nächstes angenommen wird, daß der Schub des sich linear bewegenden Körpers F ist, gilt die nächste Gleichung. In diesem Fall wird die durch F erzeugte Drehkraft wie oben beschrieben M hinzugefügt.If we next assume that the thrust of the linearly moving body is F, the next equation applies. In this case, the torque produced by F is added to M as described above.
F = kR + kr (2)F = kR + kr (2)
Um weiter die Funktion der Bremsvorrichtung der vorliegenden Erfindung zu verdeutlichen, soll sie wie folgt stark ausgelegt werden.In order to further clarify the function of the braking device of the present invention, it should be designed as follows.
Unter der Annahme, daß nur die Kraftkomponente parallel zu der Drehkraft erzeugt wird, das heißt, wenn r = 0 ist, folgt aus den Gleichungen (1), (2), daßAssuming that only the force component parallel to the rotational force is generated, i.e. when r = 0, it follows from equations (1), (2) that
F = Mk/L (3)F = Mk/L (3)
Wenn im Gegenteil angenommen wird, daß nur die Kraftkomponente orthogonal zu der Drehkraft erzeugt wird, das heißt, wenn R = 0 ist, folgt aus den Gleichungen (1), (2) auch, daßOn the contrary, if it is assumed that only the force component orthogonal to the rotational force is generated, that is, when R = 0, it follows from equations (1), (2) also that
F = M/L (4)F = M/L (4)
Hier wird angenommen, daß die Drehkraft aufgrund des Schubs F ausgeschlossen ist. Dann beruht der Wert des Schubs F nur auf der Drehkraft einer Feder und nimmt einen Wert an, der die Stabilität aufweist (Anfangsrutschen wird beseitigt und Arretieren wird sicher durchgeführt).Here it is assumed that the torque due to the thrust F is excluded. Then the value of the thrust F is based only on the torque of a spring and takes a value that shows stability (initial slippage is eliminated and locking is carried out safely).
Wenn man die Gleichung (3) mit der Gleichung (4) vergleicht, wird die Bremskraft im Fall nur der Kraftkomponente orthogonal zu der Drehkraft zu 1/k von derjenigen im Fall nur der Kraftkomponente parallel zu der Drehkraft. Wenn zum Beispiel k = 0,2 ist, folgt es, daß die Stabilität sich verfünffacht. Weiter ist beim Vergleich der Drehkraft M bei konstantem Schub F in den Gleichungen (3), (4) zu erkennen, daß die zu verwendende Federkraft 1/5 betragen kann und weiter die Bremslösekraft auch 1/5 betragen kann. Dies ist ein Faktor zum Ermöglichen von kleiner Größe und niedrigem Preis.Comparing equation (3) with equation (4), the braking force in the case of only the force component orthogonal to the torque becomes 1/k of that in the case of only the force component parallel to the torque. For example, if k = 0.2, it follows that the stability increases fivefold. Further, comparing the torque force M at constant thrust F in equations (3), (4), it can be seen that the spring force to be used can be 1/5 and further the brake release force can also be 1/5. This is a factor for enabling small size and low price.
Wenn der Schub F und die Drehkraft M in den Gleichungen (3), (4) konstant sind, kann weiter die Haltbarkeit, das heißt der Bremsoberflächendruck durch den Wert des Kreiselradius L verglichen werden. Wenn hier k = 0,2 ist, wenn nur die Kraftkomponente orthogonal zu der Drehkraft erzeugt wird, wird die Haltbarkeit zum Fünffachen derjenigen, wenn nur die Kraftkomponente parallel zu der Drehkraft erzeugt wird. Dies ermöglicht den Zustand, daß der äußere Umfang nicht fehlerhaft wird und ein Zerbrechen des Bremselements verhindert werden kann.Further, when the thrust F and the torque M are constant in the equations (3), (4), the durability, that is, the braking surface pressure can be compared by the value of the gyration radius L. Here, when k = 0.2, when only the force component orthogonal to the torque is generated, the durability becomes five times that when only the force component parallel to the torque is generated. This enables the state that the outer circumference does not become defective and breakage of the braking element can be prevented.
Die obige Beschreibung ist die extreme Ansicht, sie kann jedoch den Punkt verdeutlichen, daß die vorliegende Erfindung nicht nur den quantitativen Unterschied sondern auch den qualitativen Unterschied im Vergleich zum Stand der Technik aufweist. Als Werte der tatsächlichen Bremsvorrichtung wird der oben genannte Wert 1/5 der Federkraft ungefähr 1/2,5 werden und die Stabilität oder Haltbarkeit wird etwa das 2,5-fache werden.The above description is the extreme view, but it can clarify the point that the present invention has not only the quantitative difference but also the qualitative difference compared with the prior art. As the values of the actual braking device, the above-mentioned 1/5 value of the spring force will become about 1/2.5 and the stability or durability will become about 2.5 times.
Spezielle Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sollen nun nur beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, in denen:Specific embodiments of the present invention will now be described, by way of example only, with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 eine Schnittansicht in axialer Richtung einer Bremsvorrichtung eines Luftzylinders ist, die eine Ausführungsform der Erfindung in gelöstem Bremszustand zeigt;Fig. 1 is an axial sectional view of a braking device of an air cylinder showing an embodiment of the invention in a brake released state;
Fig. 2 eine Seitenschnittansicht der Bremsvorrichtung ist;Fig. 2 is a side sectional view of the braking device;
Fig. 3 eine Seitenansicht in axialer Richtung der Bremsvorrichtung im Bremszustand ist;Fig. 3 is a side view in the axial direction of the braking device in the braking state;
Fig. 4 eine Schnittansicht in axialer Richtung der Bremsvorrichtung in einer anderen Ausführungsform ist;Fig. 4 is a sectional view in the axial direction of the braking device in another embodiment;
Fig. 5 eine Seitenschnittansicht der Bremsvorrichtung ist;Fig. 5 is a side sectional view of the braking device;
Fig. 6 eine Schnittansicht in axialer Richtung der Bremsvorrichtung im Bremszustand ist;Fig. 6 is a sectional view in the axial direction of the braking device in the braking state;
Fig. 7 eine Vorderansicht eines Bremselements einer anderen Ausführungsform ist;Fig. 7 is a front view of a braking element of another embodiment;
Fig. 8 eine Schnittansicht von Fig. 7 ist;Fig. 8 is a sectional view of Fig. 7;
Fig. 9 eine fragmentartige Schnittansicht eines Bremselements und einer Stange in einer anderen Ausführungsform ist;Fig. 9 is a fragmentary sectional view of a braking element and a rod in another embodiment;
Fig. 10 eine Schnittansicht in axialer Richtung einer Fallvermeidungsvorrichtung einer Kolbenstange ist, auf die die Erfindung angewendet wird; undFig. 10 is a sectional view in the axial direction of a fall prevention device of a piston rod to which the invention is applied; and
Fig. 11 eine Seitenschnittansicht von Fig. 10 ist.Fig. 11 is a side sectional view of Fig. 10.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sollen basierend auf den beigefügten Zeichnungen wie folgt beschrieben werden.Embodiments of the present invention will be described as follows based on the accompanying drawings.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine Bremsvorrichtung für einen Luftzylinder. In der Bremsvorrichtung ist ein Gehäuse 1 an einem oberen Endteil eines Luftzylinders 20 befestigt und installiert, und eine Kolbenstange 21 durchstößt das Gehäuse 1. Innerhalb des Gehäuses 1, wie in den Figuren gezeigt, sind ein Bremselement 2 und ein Bremselement 3, beide in Plattenform mit einem Zwischenspalt angeordnet. Das Bremselement 2 ist so installiert, daß es schräg unter Verwendung des unteren Endteils als einen Drehpunkt bewegbar ist, und das Bremselement 3 ist so installiert, um schräg unter Verwendung des oberen Teils als einen Drehpunkt bewegbar zu sein. Das Bremselement 2 wird zum Bremsen der Kolbenstange während Vorschub verwendet und das Bremselement 3 wird zum Bremsen desselben während Rückzug verwendet.1 to 3 show a braking device for an air cylinder. In the braking device, a housing 1 is fixed and installed to an upper end portion of an air cylinder 20, and a piston rod 21 pierces the housing 1. Inside the housing 1, as shown in the figures, a braking member 2 and a braking member 3, both in a plate shape with a gap therebetween, are arranged. The braking member 2 is installed to be obliquely movable using the lower end portion as a fulcrum, and the braking member 3 is installed to be obliquely movable using the upper portion as a fulcrum. The braking member 2 is used to brake the piston rod during advancement, and the braking member 3 is used to brake the same during retraction.
Durchgangslöcher 4, 5 für Einführung der Kolbenstange 21 sind beinahe in der Mitte der Bremselemente 2, 3 ausgebildet, und die Durchgangslöcher 4, 5 sind mit eingekerbten Teilen 4a, 5a, Nuten versehen, die sich an ihrer oberen Seite und unteren Seite innerhalb eines kreisförmigen Lochs erstrecken, um Einpassen der Kolbenstange 21 mit einer Spielpassung zu ermöglichen. Die Weite jedes der eingekerbten Teile 4a, 5a (Nuten) ist kleiner als der Durchmesser des kreisförmigen Lochs der Durchgangslöcher 4, 5 und umfaßt etwa 90% des Durchmessers.Through holes 4, 5 for inserting the piston rod 21 are formed almost in the center of the brake elements 2, 3, and the through holes 4, 5 are provided with notched parts 4a, 5a, grooves extending on their upper side and lower side within a circular hole to enable fitting of the piston rod 21 with a clearance fit. The width of each of the notched parts 4a, 5a (grooves) is smaller than the diameter of the circular hole of the through holes 4, 5 and covers about 90% of the diameter.
Der Durchmesser des kreisförmigen Lochs der Durchgangslöcher 4, 5 ist etwas größer als der Außendurchmesser der Kolbenstange 21 ausgebildet und die Spielpassung wird durchgeführt, und die Weite der rechteckigen eingekerbten Teile 4a, 5a wird kleiner als der Durchmesser der Kolbenstange 21 ausgebildet. Wenn der Außendurchmesser der Kolbenstange 21 zum Beispiel 20 mm beträgt, wird der Durchmesser des kreisförmigen Lochs der Durchgangslöcher 4, 5 so ausgebildet, daß er 20,1, bis 20,2 mm beträgt, und die Weite der rechteckigen eingekerbten Teile 4a, 5a wird als 18 mm ausgebildet.The diameter of the circular hole of the through holes 4, 5 is made slightly larger than the outer diameter of the piston rod 21 and the clearance fit is performed, and the width of the rectangular notched parts 4a, 5a is made smaller than the diameter of the piston rod 21. For example, when the outer diameter of the piston rod 21 is 20 mm, the diameter of the circular hole of the through holes 4, 5 is made to be 20.1 to 20.2 mm, and the width of the rectangular notched parts 4a, 5a is made to be 18 mm.
Die Kolbenstange 21 wird in die Durchgangslöcher 4, 5 solcher zwei Bremselemente 2, 3 eingeführt und die Bremselemente 2, 3 werden locker extern an den äußeren Umfangsteil des Kolbenstange 21 innerhalb des Gehäuses 1 angebracht. Spiralfedern 6, 7 werden zwischen den beiden Bremselementen 2, 3 an der oberen Seite und unteren Seite derselben eingefügt, und die Federkraft der Spiralfedern 6, 7 betätigt beide Bremselemente 2, 3 in Richtung der Trennung beider Bremselemente 2, 3 voneinander. Weiter werden die Spiralfedern 6, 7 an beiden Bremselementen 2, 3 in dem Zustand befestigt, in dem die beiden Enden der Feder in jeweilige auf einer Oberfläche beider Bremselemente 2, 3 vorgesehene Löcher eingeführt werden.The piston rod 21 is inserted into the through holes 4, 5 of such two brake elements 2, 3 and the brake elements 2, 3 are loosely attached externally to the outer peripheral part of the piston rod 21 inside the housing 1. Coil springs 6, 7 are inserted between the two brake elements 2, 3 on the upper side and lower side thereof, and the spring force of the coil springs 6, 7 actuates both brake elements 2, 3 in the direction of separating both brake elements 2, 3 from each other. Further, the coil springs 6, 7 are attached to both brake elements 2, 3 in the state in which the two ends of the spring are inserted into respective holes provided on a surface of both brake elements 2, 3.
Ein Bremselement 2 ist in Längsrichtung etwas länger als das andere Bremselement 3 ausgebildet, und der untere Endteil des Bremselements 2 wird locker in eine am Boden des Gehäuses 1 ausgebildete rechteckige Öffnung 8 eingeführt. Die oberen Endteile beider Bremselemente 2, 3 stehen zusammen nach oben von einer rechteckigen Öffnung 9 vor, die im oberen Teil des Gehäuses 1 ausgebildet ist. Die Vorderseite der Öffnung 9 ist in großem Ausmaß ausgebildet, um so einen Spielraum (Platz) zu haben, und das Bremselement 2 kann nach vorne, d. h. zu der Vorschubseite in einem Bereich von einigen Grad geneigt werden.One braking element 2 is formed slightly longer in the longitudinal direction than the other braking element 3, and the lower end part of the braking element 2 is loosely inserted into a rectangular opening 8 formed at the bottom of the housing 1. The upper end parts of both braking elements 2, 3 together project upward from a rectangular opening 9 formed in the upper part of the housing 1. The front side of the opening 9 is formed to a large extent so as to have a clearance (space), and the braking element 2 can be inclined forward, i.e., toward the feed side, within a range of several degrees.
Die Spiralfeder 6 der oberen Seite arbeitet bei einem Bremszustand, um so das Bremselement 3 zu einer Anlageendfläche 11 an der Rückseite der Öffnung 9, d. h. an der Rückzugsseite zu schieben, und die Spiralfeder 7 der unteren Seite arbeitet so, um das Bremselement 2 an eine Anlageendfläche 12 an der Vorderseite der Öffnung 8, d. h. an der Vorschubseite zu schieben. Eine Anlageendfläche 13 ist an der Rückseite der Öffnung 8, d. h. an der Rückzugsseite ausgebildet.The upper side coil spring 6 operates in a braking state so as to push the braking element 3 to an abutment end face 11 at the rear of the opening 9, i.e., on the retreat side, and the lower side coil spring 7 operates so as to push the braking element 2 to an abutment end face 12 at the front of the opening 8, i.e., on the advance side. An abutment end face 13 is formed at the rear of the opening 8, i.e., on the retreat side.
Die Position der Endfläche 13 der Öffnung 8 an der unteren Seite und der Endfläche 11 der Öffnung 9 an der oberen Seite wird wie in Fig. 3 gezeigt bestimmt, so daß, wenn die Bremselemente 2, 3 durch einen wie später beschriebenen Bremslösekolben 15 in die Rückzugsrichtung geschoben werden, die untere Seite des Bremselements 2 an der Endoberfläche 13 anstößt und die obere Seite des Bremselements 3 an der Endfläche 11 anstößt, und die Bremselemente 2, 3 dann orthogonal zu der axialen Richtung der Kolbenstange 21 angeordnet sind und die Bremse dadurch gelöst wird.The position of the end surface 13 of the opening 8 on the lower side and the end surface 11 of the opening 9 on the upper side is determined as shown in Fig. 3, so that when the brake elements 2, 3 are pushed in the retraction direction by a brake release piston 15 as described later, the lower side of the brake element 2 abuts the end surface 13 and the upper side of the Brake element 3 abuts the end surface 11, and the brake elements 2, 3 are then arranged orthogonal to the axial direction of the piston rod 21 and the brake is thereby released.
Eine Zylinderkammer 10 ist am Vorderteil des Gehäuses 1 gebildet und ein Bremslösekolben 15 ist verschiebbar an der Zylinderkammer 10 angebracht. Da die Kolbenstange 21 an der Mitte der Zylinderkammer 10 eingeführt wird, ist der Kolben 15 angeordnet, um außen verschiebbar an dem äußeren Umfangsteil der Kolbenstange 21 angebracht zu werden. Auch ein Schwellteil ist an der Mitte des oberen Endes des Kolbens 15 vorgesehen, und das Bremselement 2 wird in der Rückzugsrichtung durch den Schwellteil geschoben.A cylinder chamber 10 is formed at the front part of the housing 1, and a brake release piston 15 is slidably mounted on the cylinder chamber 10. Since the piston rod 21 is inserted at the center of the cylinder chamber 10, the piston 15 is arranged to be slidably mounted externally on the outer peripheral part of the piston rod 21. Also, a swelling part is provided at the center of the upper end of the piston 15, and the brake element 2 is pushed in the retraction direction by the swelling part.
Ein Lufteinlaßanschluß 16 für Lufteinlaß in die Zylinderkammer 10 ist an der Oberseite des Gehäuses 1 vorgesehen. Ein Dichtungselement wird an dem äußeren Umfangsteil und dem inneren Umfangsteil des Bremslösekolbens 15 aufgebracht und ein Dichtungselement wird auch an einem Trägerteil der Kolbenstange 21 am vorderen Teil des Gehäuses 1 aufgebracht.An air inlet port 16 for air inlet into the cylinder chamber 10 is provided on the top of the housing 1. A sealing member is applied to the outer peripheral part and the inner peripheral part of the brake release piston 15, and a sealing member is also applied to a support part of the piston rod 21 at the front part of the housing 1.
Als nächstes soll der Betrieb der Bremsvorrichtung in der oben genannten Konfiguration beschrieben werden. Wenn Luft von dem am Gehäuse 1 vorgesehenen Lufteinlaßanschluß 16 zugeführt wird, wird der Kolben 15 in die Richtung nach rechts in der Figur bewegt, und die Bremselemente 2, 3 werden durch den Kolben 15 geschoben. Die Spiralfedern 6, 7 werden wie in Fig. 1 gezeigt zusammengedrückt und ein unterer Teil des Bremselements 2 stößt an die Endfläche 13 an und ein oberer Teil des Bremselement 3 stößt an die Endfläche 11 an, und die Bremselemente 2, 3 nehmen ihren orthogonalen Zustand zu der Kolbenstange 21 an. Dadurch wird die Paßfläche der Bremselemente 2, 3 zu dem Kolben 21 innerhalb der Durchgangslöcher 4, 5 parallel zu der äußeren Umfangsfläche der Stange 21, und der nicht bremsende Zustand wird erzeugt und die Kolbenstange 21 kann bewegt werden.Next, the operation of the braking device in the above configuration will be described. When air is supplied from the air inlet port 16 provided on the housing 1, the piston 15 is moved in the right direction in the figure, and the braking elements 2, 3 are pushed by the piston 15. The coil springs 6, 7 are compressed as shown in Fig. 1, and a lower part of the braking element 2 abuts against the end face 13 and an upper part of the braking element 3 abuts against the end face 11, and the braking elements 2, 3 assume their orthogonal state to the piston rod 21. As a result, the mating surface of the braking elements 2, 3 to the piston 21 within the through holes 4, 5 becomes parallel to the outer peripheral surface of the rod 21, and the non-braking state is created and the piston rod 21 can be moved.
Wenn andererseits Luft aus dem am Gehäuse 1 vorgesehenen Anschluß 16 abgelassen wird, nimmt der Kolben 15 einen freien Zustand an und die Bremselemente 2, 3 werden durch die Federkraft der Spiralfedern 6, 7 wie in Fig. 3 gezeigt schräg bewegt. Dann wird den Bremselementen 2, 3 eine Anfangsdrehkraft (Drehmoment) zugeführt, wobei die Endfläche 12 und die Endfläche 11 jeweils als Drehpunkt durch die Spiralfedern 6, 7 verwendet werden, und die Reaktionskraft der Drehkraft wird an der Paßfläche der Bremselemente 2, 3 zu der Kolbenstange 21 innerhalb des Durchgangslochs erzeugt, und Reibungskraft als Reaktion auf die an der Paßfläche erzeugte Reaktionskraft wird zwischen den Bremselementen 2, 3 und der Stange 21 im Anfangszustand erzeugt.On the other hand, when air is discharged from the port 16 provided on the housing 1, the piston 15 assumes a free state and the brake elements 2, 3 are moved obliquely by the spring force of the coil springs 6, 7 as shown in Fig. 3. Then, an initial rotational force (torque) is supplied to the brake elements 2, 3 using the end face 12 and the end face 11 as a fulcrum, respectively, through the coil springs 6, 7, and the reaction force of the rotational force is generated at the fitting surface of the brake elements 2, 3 to the piston rod 21 within the through hole, and frictional force in response to the reaction force generated at the fitting surface is generated between the brake elements 2, 3 and the rod 21 in the initial state.
Wenn in diesem Zustand der Schub in die Richtung nach links in der Figur auf die Stange 21 ausgeübt wird, wird die Drehkraft aufgrund des die Endfläche 12 als einen Drehpunkt verwendenden Schubs weiter auf das Bremselement 2 ausgeübt. Auch wenn der Schub in die Richtung nach rechts auf die Kolbenstange 21 ausgeübt wird, wird die Drehkraft aufgrund des die Endfläche 11 als einen Drehpunkt verwendenden Schubs auf das Bremselement 3 ausgeübt. Die Drehkraft (Drehmoment) aufgrund des Schubs erhöht die Reibungskraft, die die Bremselemente 2, 3 und Kolbenstange 21 erhalten, und eine starke Bremskraft wird in der Kolbenstange 21 erzeugt. Dadurch wird die Kolbenstange 21 am Gehäuse 1 durch die Bremselemente 2, 3 befestigt.In this state, when the thrust is applied to the rod 21 in the left direction in the figure, the rotational force due to the thrust using the end face 12 as a fulcrum is further applied to the braking member 2. Also, when the thrust is applied to the piston rod 21 in the right direction, the rotational force due to the thrust using the end face 11 as a fulcrum is applied to the braking member 3. The rotational force (torque) due to the thrust increases the frictional force received by the braking members 2, 3 and piston rod 21, and a strong braking force is generated in the piston rod 21. As a result, the piston rod 21 is secured to the housing 1 by the braking elements 2, 3.
Daher ist die Form der Innenflächen der Durchgangslöcher 4, 5 der Bremselemente 2, 3, d. h. die Paßfläche zwischen der Kolbenstange 21 und den Bremselementen 2, 3 derart, daß das in Spielpassung an der Kolbenstange 21 anzubringende Loch an einem oberen Teil und einem unteren Teil eingekerbt ist.Therefore, the shape of the inner surfaces of the through holes 4, 5 of the brake elements 2, 3, i.e. the fitting surface between the piston rod 21 and the brake elements 2, 3, is such that the hole to be provided with a clearance fit on the piston rod 21 is notched at an upper part and a lower part.
Das heißt, die eingekerbten Teile 4a, 5a werden auf symmetrischen Positionen innerhalb der Durchgangslöcher entlang der den Drehpunkt der Bremselemente 2, 3 und den axialen Mittelpunkt der Stange einschließenden Ebene ausgebildet, und die Weite der eingekerbten Teile 4a, 5a ist kleiner als der Durchmesser der Durchgangslöcher 4, 5. Wenn die Bremselemente 2, 3 schräg bewegt werden und die die Endfläche 12, 11 als Drehpunkt verwendende Drehkraft angewendet wird, wird deshalb, da die Reaktionskraft, der die Stange 21 von der Paßfläche des Bremselements ausgesetzt wird, nicht von den eingekerbten Teilen 4a, 5a erzeugt wird, die Kraftkomponente parallel zu dem Drehmoment kaum erzeugt, aber die Kraftkomponente orthogonal zum Drehmoment ist groß. Daher wird eine große Reibungskraft an der Paßfläche erzeugt und die starke Bremskraft kann erzeugt werden.That is, the notched parts 4a, 5a are formed at symmetrical positions within the through holes along the plane including the fulcrum of the braking elements 2, 3 and the axial center of the rod, and the width of the notched parts 4a, 5a is smaller than the diameter of the through holes 4, 5. Therefore, when the braking elements 2, 3 are moved obliquely and the rotational force using the end surface 12, 11 as the fulcrum is applied, since the reaction force to which the rod 21 is subjected from the mating surface of the braking element is not generated from the notched parts 4a, 5a, the force component parallel to the torque is hardly generated, but the force component orthogonal to the torque is large. Therefore, a large frictional force is generated at the mating surface and the strong braking force can be generated.
Als nächstes soll das Ergebnis eines Versuchs mit einer Bremsvorrichtung konkret beschrieben werden. Die Bremsvorrichtung in der oben genannten Konfiguration wird so hergestellt, daß der Außendurchmesser der Kolbenstange 20 mm beträgt, die Dicke des Bremselements in der axialen Richtung 15 mm beträgt, die Weite des eingekerbten Teils des Durchgangslochs des Bremselements 18 mm ist, der Außendurchmesser des Kolbens 15 63 mm beträgt, das Material der Kolbenstange Kohlenstoffstahl (Kohlenstoff 0,5%) darstellt und das Material des Bremselements dehnbares Gußeisen ist.Next, the result of a test with a braking device will be described concretely. The braking device in the above configuration is manufactured in such a way that the outer diameter of the piston rod is 20 mm, the thickness of the braking element in the axial direction is 15 mm, the width of the notched part of the through hole of the braking element is 18 mm, the The outer diameter of the piston is 15 63 mm, the material of the piston rod is carbon steel (carbon 0.5%) and the material of the braking element is ductile cast iron.
Als ein Ergebnis des Leistungstests der Bremsvorrichtung wird kein Rutschen erzeugt, selbst wenn die Schubkraft von 900 kgf auf die Kolbenstange ausgeübt wird, und die Bremsvorrichtung hält der Haltbarkeitsprüfung von 3.000.000 Mal statt, wenn die Schubkraft 300 kgf auf die Kolbenstange ausgeübt wird.As a result of the performance test of the brake device, no slippage is generated even when the thrust force of 900 kgf is applied to the piston rod, and the brake device withstands the durability test of 3,000,000 times when the thrust force of 300 kgf is applied to the piston rod.
Außerdem wird bei der oben genannten Bremsvorrichtung, wenn die Bremse in Schwerkraftrichtung angewendet wird, keine Feder verwendet und die Bremse kann durch die Schwerkraft des Bremselements selbst angewendet werden. Die Kolbenbremse kann auch durch ein elektromagnetisches Solenoid oder manuelle Betätigung gelöst werden. Weiter können in der oben genannten Ausführungsform, obwohl die Bremsvorrichtung dargestellt ist, bei der die Bremse auf beide Seiten in einer linearen Bewegungsrichtung angewendet wird, bei der Bremsvorrichtung, wo die Bremse nur auf eine Seite angewendet wird, ein Bremselement und eine Feder verwendet werden.Furthermore, in the above-mentioned braking device, when the brake is applied in the direction of gravity, no spring is used and the brake can be applied by the gravity of the braking element itself. The piston brake can also be released by an electromagnetic solenoid or manual operation. Further, in the above-mentioned embodiment, although the braking device is shown in which the brake is applied to both sides in a linear movement direction, in the braking device where the brake is applied to only one side, a braking element and a spring can be used.
Die Fig. 4 bis 6 zeigen eine andere Ausführungsform, bei der die Erfindung auf eine Bremsvorrichtung eines sich bewegenden Teils eines stangenlosen Zylinders angewendet wird. Diese Bremsvorrichtung wird verwendet, um Bremsen für eine Führungsstange 22 eines sich bewegenden Tischs eines stangenlosen Zylinders (nicht gezeigt) bereitzustellen. Außerdem sind in den Fig. 4 bis 6 Teile mit der gleichen Struktur wie diejenigen in der oben genannten Ausführungsform durch die gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und die Beschreibung derselben soll weggelassen werden.Figs. 4 to 6 show another embodiment in which the invention is applied to a braking device of a moving part of a rodless cylinder. This braking device is used to provide brakes for a guide rod 22 of a moving table of a rodless cylinder (not shown). In addition, in Figs. 4 to 6, parts having the same structure as those in the above-mentioned embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
Bei dieser Bremsvorrichtung ist ein Gehäuse 1 an einem bewegbaren Tisch eines stangenlosen Zylinders angebracht, und eine Führungsstange 22, die einen sich bewegenden Tisch oder einen sich linear bewegenden Körper verbunden mit dem beweglichen Tisch an Stelle der Kolbenstange führt, wird in die Kolbenstange eingeführt. Der Aufbau des Gehäuses 1, der darin angeordneten Bremselemente 2, 3, einer Zylinderkammer 10, eines Bremslösekolbens 15 und dergleichen ist ähnlich demjenigen der oben genannten Ausführungsform.In this braking device, a housing 1 is attached to a movable table of a rodless cylinder, and a guide rod 22 which guides a moving table or a linearly moving body connected to the movable table in place of the piston rod is inserted into the piston rod. The structure of the housing 1, the braking elements 2, 3 arranged therein, a cylinder chamber 10, a brake release piston 15 and the like is similar to that of the above-mentioned embodiment.
Wenn Luft aus einem an dem Gehäuse 1 vorgesehenen Lufteinlaßanschluß 16 zugeführt wird, wird der Kolben 15 in Richtung nach rechts in der Figur bewegt und die Bremselemente 2, 3 werden durch den Kolben 15 geschoben. Wie in Fig. 4 gezeigt, werden Spiralfedern 6, 7 zusammengedrückt. Ein unterer Teil des Bremselements 2 stößt an eine Endfläche 13 an, und ein oberer Teil des Bremselements 3 stößt an eine Endfläche 11 an, wodurch die Bremselemente 2, 3 orthogonal zur Kolbenstange 22 werden. Deshalb wird die Paßfläche der Bremselemente 2, 3 zu der Stange 22 innerhalb der Durchgangslöcher 4, 5 parallel zur äußeren Umfangsfläche der Stange 22 und der nicht bremsende Zustand wird erzeugt, und die Kolbenstange 22 kann bewegt werden.When air is supplied from an air inlet port 16 provided on the housing 1, the piston 15 is moved in the right direction in the figure and the brake elements 2, 3 are pushed by the piston 15. As shown in Fig. 4, coil springs 6, 7 are compressed. A lower part of the brake element 2 abuts against an end surface 13 and an upper part of the brake element 3 abuts against an end surface 11, whereby the brake elements 2, 3 become orthogonal to the piston rod 22. Therefore, the fitting surface of the brake elements 2, 3 to the rod 22 within the through holes 4, 5 becomes parallel to the outer peripheral surface of the rod 22 and the non-braking state is created and the piston rod 22 can be moved.
Wenn andererseits Luft aus dem am Gehäuse 1 vorgesehenen Lufteinlaßanschluß 16 abgelassen wird, nimmt der Kolben 15 den freien Zustand an, und die Bremselemente 2, 3 werden schräg durch die Federkraft der Spiralfedern 6, 7 wie in Fig. 6 gezeigt bewegt. Dann wird den Bremselemente 2, 3 die Anfangsdrehkraft (Drehmoment) unter Verwendung der Endfläche 12 bzw. der Endfläche 11 als Drehpunkte durch die Spiralfedern 6, 7 zugeführt und die Reaktionskraft der Drehkraft wird an der Paßfläche zwischen den Bremselementen 2, 3 und der Kolbenstange 22 innerhalb des Durchgangslochs erzeugt, und die Reibungskraft als Reaktion auf die an der Paßfläche erzeugte Reaktionskraft wird zwischen den Bremselementen 2, 3 und der Stange 22 im Anfangszustand erzeugt.On the other hand, when air is discharged from the air inlet port 16 provided on the housing 1, the piston 15 assumes the free state, and the brake elements 2, 3 are obliquely moved by the spring force of the spiral springs 6, 7 as shown in Fig. 6. Then, the initial rotational force (torque) is supplied to the brake elements 2, 3 using the end face 12 and the end face 11 as fulcrums, respectively, through the coil springs 6, 7, and the reaction force of the rotational force is generated at the fitting surface between the brake elements 2, 3 and the piston rod 22 within the through hole, and the frictional force in response to the reaction force generated at the fitting surface is generated between the brake elements 2, 3 and the rod 22 in the initial state.
Wenn in diesem Zustand der Schub in die Richtung nach links in der Figur auf die Stange 22 ausgeübt wird, wird die Drehkraft aufgrund des die Endfläche 12 als einen Drehpunkt verwendenden Schubs weiter auf das Bremselement 2 ausgeübt. Auch wenn der Schub in die Richtung nach rechts auf die Kolbenstange 21 ausgeübt wird, wird die Drehkraft aufgrund des die Endfläche 11 als einen Drehpunkt verwendenden Schubs auf das Bremselement 3 ausgeübt. Die Drehkraft (Drehmoment) aufgrund des Schubs vergrößert die Reibungskraft zwischen den Bremselementen 2, 3 und der Kolbenstange 22, und eine starke Bremskraft wird auf die Kolbenstange 22 ausgeübt, und das Gehäuse 1 wird durch die Bremselemente 2, 3 an der Stange 22 befestigt.In this state, when the thrust is applied in the leftward direction in the figure to the rod 22, the rotational force due to the thrust using the end face 12 as a fulcrum is further applied to the braking member 2. Also, when the thrust is applied in the rightward direction to the piston rod 21, the rotational force due to the thrust using the end face 11 as a fulcrum is applied to the braking member 3. The rotational force (torque) due to the thrust increases the frictional force between the braking members 2, 3 and the piston rod 22, and a strong braking force is applied to the piston rod 22, and the housing 1 is fixed to the rod 22 through the braking members 2, 3.
Wenn daher die Bremselemente 2, 3 schräg bewegt werden und die die Endfläche 12 oder 11 als Drehpunkt verwendende Drehkraft angewendet wird, wird, da die Reaktionskraft, der der Stab 21 von der Paßfläche des Bremselements ausgesetzt wird, von den eingekerbten Teilen 4a, 5a nicht erzeugt wird, die Kraftkomponente parallel zu dem Drehmoment kaum erzeugt, aber die orthogonal zum Drehmoment erzeugte Kraftkomponente ist groß. Deshalb wird die große Reibungskraft an der Paßfläche erzeugt und starke Bremskraft kann erzeugt werden.Therefore, when the braking elements 2, 3 are moved obliquely and the rotational force using the end surface 12 or 11 as a fulcrum is applied, since the reaction force to which the rod 21 is subjected from the mating surface of the braking element is not generated by the notched parts 4a, 5a, the force component parallel to the torque is hardly generated, but the force component orthogonal to the torque is large. Therefore, the large Frictional force is generated at the mating surface and strong braking force can be generated.
Darüber hinaus kann die Form der eingekerbten Teile des runden Lochs des Bremselements, außer eine rechteckige Form wie oben beschrieben aufzuweisen, einen eingekerbten Teil darstellen, der einen Teil eines äußeren Umfangsteils eines wie in den Fig. 7 und 8 gezeigten Teils aufweist. Das heißt, in dem in den Fig. 7 und 8 gezeigten Bremselement 33 ist ein Durchgangsloch 35 zum Beispiel dadurch ausgebildet, daß ein eingekerbter Teil 35a zum Bilden eines Teils eines äußeren Umfangsteils eines Zylinders sich an der oberen und unteren Seite eines kreisförmigen Lochs mit einem Durchmesser von 12 mm erstreckt. Dieser eingekerbte Teil 35a kann zum Beispiel dadurch gebildet werden, daß eine Bohrung mit einem Außendurchmesser von 11 mm zum Beispiel um 5 Grad zu der Achse des ringförmigen Durchgangslochs 35 geneigt vorgeschoben wird.Moreover, the shape of the notched portions of the round hole of the braking member, other than having a rectangular shape as described above, may be a notched portion having a part of an outer peripheral portion of a part as shown in Figs. 7 and 8. That is, in the braking member 33 shown in Figs. 7 and 8, a through hole 35 is formed, for example, by extending a notched portion 35a for forming a part of an outer peripheral portion of a cylinder on the upper and lower sides of a circular hole having a diameter of 12 mm. This notched portion 35a may be formed, for example, by advancing a bore having an outer diameter of 11 mm, for example, inclined at 5 degrees to the axis of the annular through hole 35.
Wie in Fig. 9 gezeigt ist, ist weiter ein kreisförmiges Durchgangsloch 37 an einem Bremselement 36 ausgebildet und eine obere Oberfläche und eine untere Oberfläche einer Kolbenstange 38 werden horizontal durchschnitten, wodurch ein flacher Teil 38a (eingekerbter Teil) an der oberen Seite und an der unteren Seite des äußeren Umfangsteils der Stange vorgesehen werden können.Further, as shown in Fig. 9, a circular through hole 37 is formed on a braking member 36, and an upper surface and a lower surface of a piston rod 38 are cut horizontally, whereby a flat part 38a (notched part) can be provided on the upper side and the lower side of the outer peripheral part of the rod.
Folglich sind in der oben genannten Bremsvorrichtung die Bremselemente 2, 3, die eine relativ einfache Form haben und keine strenge Abmessungspräzision erfordern, innerhalb des Gehäuses 1 angeordnet und der Antrieb für Bremslösung ist installiert, wodurch die Bremsvorrichtung sehr einfach aufgebaut werden kann. Folglich kann die Bremsvorrichtung in kleiner Größe und bei niedrigen Kosten hergestellt werden, und kann wirksam für Nothalt der Kolbenstange des Fluiddruckzylinders oder für Zwischenhalt und weiter als eine Bremsvorrichtung für Fallverhinderung verwendet werden, wo Fallen einer Kolbenstange oder einer aufgehängten Substanz im Haltezustand verhindert wird.Consequently, in the above-mentioned braking device, the braking elements 2, 3, which have a relatively simple shape and do not require strict dimensional precision, are arranged within the housing 1 and the drive for braking release is installed, whereby the braking device can be constructed very simply. Consequently, the braking device can be manufactured in small size and at low cost, and can be effectively used for emergency stop of the piston rod of the fluid pressure cylinder or for intermediate stop and further as a braking device for falling prevention where falling of a piston rod or a suspended substance in the holding state is prevented.
Fig. 10 und 11 zeigen eine andere Ausführungsform, bei der die Bremsvorrichtung für Fallverhinderung einer Kolbenstange eines Luftzylinders angewendet wird. In Fig. 10 ist ein Kolben 41 verschiebbar innerhalb eines Zylinders eines Zylinderkörpers 49 angebracht. Eine Kolbenstange 42 ist an der Vorderseite des Kolbens 41 installiert und eine Bremsstange 43 ist an der Hinterseite der Kolbenstange 41 angebracht. Die Bremsstange 43 kann integriert mit der Kolbenstange 42 gebildet werden.Fig. 10 and 11 show another embodiment in which the brake device for preventing falling of a piston rod of an air cylinder is applied. In Fig. 10, a piston 41 is slidably mounted within a cylinder of a cylinder body 49. A piston rod 42 is installed on the front side of the piston 41 and a brake rod 43 is installed on the rear side of the piston rod 41. The brake rod 43 may be formed integrally with the piston rod 42.
Ein an dem Ende in dem Zylinderkörper eingeführtes Bremselement 44 ist in Kolbenform ausgebildet mit einer zylindrischen Außenfläche, die kleiner als die zylindrische Innenfläche des Zylinderkörpers 49 ist, und ein vorspringender Teil 50 ist an der unteren Seite des Bremselements 44 installiert, und ein Dichtungselement 53 ist an dem äußeren Umfangsteil des Bremselements 44 angebracht. Der vorspringende Teil 50 des Bremselements 44 steht mit der Zylinderseite in Eingriff, und das Bremselement 44 wird innerhalb des Zylinderkörpers 49 so angebracht, daß es schräg unter Verwendung des vorspringenden Teils 50 als ein Drehpunkt innerhalb der den axialen Mittelpunkt der Stange 43 einschließenden Ebene bewegt werden kann.A brake member 44 inserted into the cylinder body at the end is formed in a piston shape having a cylindrical outer surface smaller than the cylindrical inner surface of the cylinder body 49, and a protruding part 50 is installed on the lower side of the brake member 44, and a sealing member 53 is attached to the outer peripheral part of the brake member 44. The protruding part 50 of the brake member 44 is engaged with the cylinder side, and the brake member 44 is installed inside the cylinder body 49 so that it can be moved obliquely using the protruding part 50 as a fulcrum within the plane including the axial center of the rod 43.
Ein teilweise an der Bremsstange 43 anzubringendes Loch ist in der Mitte des Bremselements 44 vorgesehen, und ein Loch zum Anbringen einer Feder 45 ist an der oberen Seite des Bremselements 44 vorgesehen. Das Bremselement 44 wird innerhalb des Zylinderkörpers 49 durch einen Schnappring 47 zusammengebaut, und wird unter Verwendung der Anlagepositionen des vorspringenden Teils 50 als einen Drehpunkt im beweglichen Zustand etwas schräg (etwa 5 Grad) angebracht. Die Feder 45 wird zwischen einem Federschuh 46 angebracht und das Bremselement 45 liefert dem Bremselement 44 die Anfangsdrehkraft (Drehmoment).A hole to be partially attached to the brake rod 43 is in the center of the braking member 44, and a hole for attaching a spring 45 is provided on the upper side of the braking member 44. The braking member 44 is assembled inside the cylinder body 49 through a snap ring 47, and is attached slightly obliquely (about 5 degrees) using the abutment positions of the projecting part 50 as a fulcrum in the movable state. The spring 45 is attached between a spring shoe 46, and the braking member 45 supplies the initial rotational force (torque) to the braking member 44.
Als nächstes soll der Betrieb der Bremsvorrichtung beschrieben werden.Next, the operation of the braking device will be described.
Wenn Luft von einem Lufteinlaßanschluß 51 zugeführt wird, überwindet das Bremselement 44 die Kraft der Feder 45 und wird zu dem Schnappring 47 geschoben und wird orthogonal zu der Bremsstange 43. Dadurch wird der Bremslösezustand erzeugt und der Kolben 41 wird normal bewegt.When air is supplied from an air inlet port 51, the brake member 44 overcomes the force of the spring 45 and is pushed toward the snap ring 47 and becomes orthogonal to the brake rod 43. Thereby, the brake release state is created and the piston 41 is normally moved.
Als nächstes, wenn Luft von dem Lufteinlaßanschluß 52 zugeführt wird und aus dem Lufteinlaßanschluß 51 abgelassen wird, wird das Bremselement 44 durch die Feder 45 angeschrägt, da die Federkraft jedoch recht schwach ist, wird die Bremsstange 43 in das Loch des Bremselements 44 eingepaßt. Als nächstes, wenn Luft aus dem Lufteinlaßanschluß 52 abgelassen wird, wird die den vorspringenden Teil 50 als Drehpunkt verwendende Drehkraft auf das Bremselement 44 durch die Feder 45 ausgeübt und das Bremselement 44 wird schräg bewegt. Die Reaktionskraft der Drehkraft erzeugt die Reibungskraft zwischen der Bremsstange 43 und dem Bremselement 44.Next, when air is supplied from the air intake port 52 and discharged from the air intake port 51, the brake member 44 is inclined by the spring 45, but since the spring force is quite weak, the brake rod 43 is fitted into the hole of the brake member 44. Next, when air is discharged from the air intake port 52, the rotational force using the protruding part 50 as a fulcrum is applied to the brake member 44 by the spring 45 and the brake member 44 is moved obliquely. The reaction force of the rotational force generates the frictional force between the brake rod 43 and the brake member 44.
Wenn in diesem Zustand die Last aufgrund des Gewichts des beweglichen Teils oder dergleichen auf die Kolbenstange 42 in Richtung des Vorschubs der Kolbenstange 42 angewendet wird, wird die den vorspringenden Teil 50 als einen Drehpunkt verwendende Drehkraft weiter auf das Bremselement 44 angewendet und die große Reibungskraft wird zwischen dem Bremselement 44 und der Bremsstange 43 angewendet. Die Bremse wird auf den Kolben aufgrund der Reibungskraft angewendet und Fallen der Kolbenstange (beweglicher Teil) kann verhindert werden.In this state, when the load due to the weight of the movable part or the like is applied to the piston rod 42 in the direction of advancing the piston rod 42, the rotational force using the projecting part 50 as a fulcrum is further applied to the brake member 44, and the large frictional force is applied between the brake member 44 and the brake rod 43. The brake is applied to the piston due to the frictional force, and falling of the piston rod (movable part) can be prevented.
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